DE102010009938A1 - Mehrschichtiges Beschichtungssystem mit einer Deckschicht aus einem 2-Komponenten-Reaktionsharz - Google Patents

Mehrschichtiges Beschichtungssystem mit einer Deckschicht aus einem 2-Komponenten-Reaktionsharz Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Beschichtungssystem für einen Körper (1) aus einem Baustoff, wobei das Beschichtungssystem sandwichartig aus wenigstens drei Schichten aufgebaut ist, nämlich aus einer ersten, körperkontaktierenden Basisschicht (2) aus einem faser- und granulatfreiem 2-Komponenten-Epoxidharz, einer Zwischenschicht aus einem flachliegenden Wirrfaservlies (3) und der besandeten Deckschicht (4) aus einem faser- und granulatfreien 2-Komponenten-Epoxidharz. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer genannten Beschichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Beschichtungssystem für einen Körper, letzterer bestehend aus einem ein Substrat für das Beschichtungssystem bildenden Baustoff, wobei wenigstens eine Schicht des Beschichtungssystems eine Deckschicht aus einem 2-Komponenten-Reaktionsharz, nämlich ein Epoxidharz, ist, die mit einem harten Granulat besandet ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zu Herstellung des Beschichtungssystems.
  • Der das Substrat umfassende Baustoff ist vorzugsweise eine polygonale Platte. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, dass auch andere Formen, wie Winkelstücke, Kuppeln, geschlossene Hohlkörper oder dergl. als zu beschichtende Körper in Frage kommen. Unter 2-Komponenten-Reaktionsharzen sollen in erster Linie Epoxidharze (EP-Harzen), die Umsetzungsprodukte aus Epichlorhydrin und Bisphenol A und/oder Bisphenol F sind, verstanden werden.
  • Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, dass auch Spezialharze eingesetzt werden, wie solche auf der Basis von Novolacken, Aminen, halogenierten Phenolen oder Cycloaliphaten an sich bekannt sind.
  • Die Länge der Molekülketten bei den hauptsächlich eingesetzten Epoxidharzen ist vom Mol-Verhältnis Epichlorhydrin zu Bisphenol abhängig, wobei der Aggregatzustand von flüssig bis fest reicht. Wesentlich ist, dass zunänchst ein Auftrag auf die Substratoberfläche in niedrigviskosem Zustand erfolgt, in der die Komponenten klebrig-dickflüssig sind und dass dann die Substanz innerhalb einer Härtezeit zu einer festen Schicht aushärtet.
  • EP-Harze besitzen ein relativ geringes Wasseraufnahme vermögen. So wird nach DIN 53472 bei einer EP-Formmasse in Granulatform lediglich 10 mg Wasseraufnahme gemessen. Eine EP-Harzschicht hat demnach nach Dicke und Konsistenz eine wasserdichte und dampfbremsende Funktion.
  • Es zeigt sich allerdings, dass Beimischungen von Füllstoffen und Armierungen, die innerhalb des gesamten Volumens der EP-Harze verteilt sind, die dampfbremsende Wirkung herabsetzen. Andererseits sind beispielsweise Füll- und Armierungsstoffe, wie Glasfasern, ein wesentliches Element, um die mechanische Biege- und Druckfestigkeit zu erhöhen. Diese Druckfestigkeit ist insbesondere bei besandeten Schichten erforderlich. Unter Besandung soll allgemein das Bestreuen mit harten, druckfesten Granulaten verstanden werden, wie Quarzsand, granulierten Gesteinen oder Duroplasten.
  • Für die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Beschichtungssystem für einen zu beschichtenden Körper der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sich die Beschichtung in quantitativ wiederholbarer Weise so einstellen lässt, dass diese wasserundurchlässig und dampfbremsend ist und bleibt, wobei der lokale Druck von Besandungsgranulaten, soweit dieser in der Praxis zu erwarten ist, aufgefangen wird und nicht zu einer Zerstörung und Beschädigung des Beschichtungssystems führt. Letzteres könnte die dampfbremsende Eigenschaft im Wesentlichen aufheben.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Beschichtungssystem gelöst, das sandwichartig aus wenigstens drei Schichten aufgebaut ist, nämlich aus einer ersten, körperkontaktierenden Basisschicht aus einem faser- und granulatfreien 2-Komponenten-Epoxidharz, einer Zwischenschicht aus einem flachliegenden Wirrfaservlies und der besandeten Deckschicht, die ebenfalls aus einem faser- und granulatfreiem 2-Komponenten-Epoxidharz besteht.
  • Bei Verwendung eines zunächst niedrigviskosen 2-Komponenten-Epoxidharzes als Reaktionsgemisch lässt sich erreichen, dass die Verbindung der Schichten untereinander durch das in das Wirrfaservlies im niedrigviskosen Zustand eingedrungene und ausgehärtete 2-Komponenten-Reaktionsharz hergestellt wird.
  • Vorzugsweise beträgt die die Dicke von Basis- und Deckschicht jeweils zwischen 0,3 und 5 mm.
  • Die die Fasern der Wirrfaserschicht sind vorzugsweise feuchtigkeitsunempfindlich und ausgewählt aus der Gruppe Glasfasern, Polymerfasern, Cellulosefasern und/oder Carbonfasern, auch in Form von Hybridfasern. Unter Hybridfasern werden solche verstanden, die aus mehreren Stoffen zusammengesetzt sind, beispielsweise aus einem hochschmelzenden Polymer im Innern und einem bei geringerer Temperatur schmelzenden Polymer auf der Außenseite.
  • Beim Aufbringen der Fasern werden diese so gelegt, dass die Wirrfaserschicht aus liegenden, ein ungepresstes Vlies bildenden Fasern besteht.
  • Die Fasern haben vorzugsweise eine Länge (Titer) von 1 mm bis 20 mm und/oder einen Faserdurchmesser zwischen 0,1 mm bis 1 mm. Die Belegung mit Fasern beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 100 g pro m2 Beschichtungsfläche.
  • Vorzugsweise ist die Deckschicht mit Quarzsand der Korngröße 0,125 mm bis 5 mm und/oder Quarzmehl an ihrer Außenseite überzogen ist.
  • Bei Verwendung von Epoxidharzen aus Epichlorhydrin-Bisphenol-Kondensaten sollte das mittlere Molverhältnis von Epichlorhydrin zu Bisphenol A zwischen 1,4 und 1,7 liegen.
  • Wenigstens eine der Epoxidharzschichten ist vorzugsweise durch Kalt- und/oder Warmhärtung gehärtet.
  • Das Beschichtungssystem lässt sich mit Vorteil insbesondere auf einem Baustoff aus einem ein Polystyrol-Hartschaumkunststoff aus der Gruppe XPS- oder EPS-Schaumstoffe einsetzen. Dabei kann zusätzlich zwischen der Basisschicht und dem als Baustoff gewählten Polystyrol-Hartschaumkunststoff eine vorzugsweise armierte Mörtelschicht eingebaut sein.
  • Bei einem Beschichtungssystem lässt sich die Schichtenfolge auch wiederholen: Auf die die erste Sandwichkonfiguration bildende Schichtfolge sind wenigstens eine weitere Zwischenschicht aus einem Wirrfaservlies und wenigstens eine weitere Deckschicht aufgebracht. Die Besandung erfolgt selbstverständlich nur einmal auf der außen liegenden Schicht.
  • Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Körpers gemäß Anspruch 1. Dabei wird eine zu einer Epoxidharzmasse erhärtende 2-Komponenten-Masse auf die Oberfläche des Körpers aufgespritzt; anschließend werden Fasern aufgestreut oder mittels Druckluft auf die noch niedrig-viskose Schicht aufgeblasen, die sich mit der noch nicht ausgehärteten Basis Epoxidharzschicht verbinden. Danach härtet die Epoxidharzschicht unter Kalt- und oder Warmhärtung aus und danach die zweite 2-Komponenten-Epoxidharzmasse in niedrigviskoser Konsistenz aufgebracht wird, wobei sich die Schichten untereinander durch das in das Wirrfaservlies im niedrigviskosen Zustand eingedrungene und aushärtende 2-Komponenten-Reaktionsharz verbinden. Zum Schluss wird die Deckschicht außenseitig besandet.
  • Die Fasern können über ein Streusieb auf die noch nicht ausgehärtete Epoxidharzschicht aufgebracht werden.
  • Vorzugsweise werden die Fasern aus zugeführten Faserrovings unmittelbar vor Aufbringung auf die niedrigviskose 2-Komponenten-Epoxidharzmasse geschnitten und aufgestreut.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Fasern einzubringen, besteht darin, das Wirrfaservlies als Vliesstoffschicht auf einer Trägerfolie einzubringen, wobei die Trägerfolie auf der Basisschicht verklebt wird. Die Deckschicht und die Besandung werden dann in der bereits beschriebenen Art aufgebracht.
  • Die Erfindung wird anhand von eines Ausführungsbeispieles gemäß den Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
  • 1 ein Zwischenprodukt einer mit einem Beschichtungssystem versehenen Bauplatte;
  • 2 die mit einem Beschichtungssystem versehene Bauplatte.
  • Eine formstabile XPS-Schaumstoffplatte 1 mit einer Raummasse wird als Bauplatte mit einer Dicke von 80 bis 120 mm eingesetzt. Demnach entsprechen die Größenverhältnisse von Plattendicke und Beschichtungsdicke, wie in den 1 und 2 dargestellt, nicht der Wirklichkeit.
  • Bei der Baustoffplatte gemäß 1 wird auf die offene Oberfläche der Platte 1, die den Baustoff-Körper bildet, eine Epoxidharz-Schicht 2 durch Spritzen aufgebracht. Die Dicke der EP-Harz-Schicht 2 beträgt nach dem Spritzvorgang zwischen 0,2 bis 5 mm und wird auf gleichmäßige Dicke egalisiert. Vor dem Aushärten der Schicht 2 werden Glasfasern mittels Druckluft auf die Oberfläche der Schicht 2 aufgeblasen. Die Fasern verbinden sich unter Eindrücken und Verkleben mit der EP-Harz-Schicht 2 und legen sich glatt an, d. h. bilden keine Konglomerate mit aufgestellten Fasern („Igel-Konfiguration”). Die Fasern bilden danach eine Vliesschicht 3 aus überwiegend liegenden, ungepressten Fasern ähnlich einem Vliesstoff. Die Glasfasern haben überwiegend 1 mm bis 20 mm Länge. Der Faserdurchmesser beträgt zwischen 0,1 bis 1 mm. Die Belegung mit Fasern sollte zwischen 10 und 100 g/m2 Beschichtungsfläche liegen.
  • Anstelle von Glasfasern können auch wenigstens zum Teil Polymerfasern, zum Beispiel PE-, PP- oder Polyethylenterephthalat-Fasern, bis hin zu Carbonfasern eingesetzt werden. Auch Cellelosefasern können eingesetzt werden.
  • In 2 ist die Beschichtung weitergeführt. Auf der Schicht 3 gemäß 1 wird eine weitere EP-Harz-Schicht 4 aufgesprüht. Die Dicke der Schicht 4 beträgt etwa 0,2 bis 5 mm. Auf diese Schicht 4 wird vor der endgültigen Aushärtung eine Schicht aus Quarzsand der Körnungsgröße 0,125 bis 5 mm aufgeblasen, so dass sich eine weitgehend dichte „Besandung” ergibt, deren Dicke der mittleren Dicke des Granulatkornes, also etwa 3,5 mm, entspricht.
  • Genaue Einstellungen und Auswahl der zu verwendenden Stoffe in Bezug auf die Dampfbremsfähigkeit werden empirisch ausgewählt nach Substrat und gewünschter diffusionsäquivalenter Luftschichtdicke. Es zeigt sich, dass insbesondere im Bereich einer diffusionsäquivalenten Luftschichtdichte sd zwischen 0,5 und 250 m eine gut einstellbare Wiederholbarkeit der geforderten Werte von sd erreicht werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 53472 [0005]

Claims (19)

  1. Mehrschichtiges Beschichtungssystem für einen Körper (1), letzterer bestehend aus einem ein Substrat für das Beschichtungssystem bildenden Baustoff, wobei wenigstens eine Schicht des Beschichtungssystems eine Deckschicht aus einem 2-Komponenten-Epoxidharz ist, die mit einem harten Granulat besandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungssystem sandwichartig aus wenigstens drei Schichten aufgebaut ist, nämlich aus einer ersten, körperkontaktierenden Basisschicht (2) aus einem faser- und granulatfreiem 2-Komponenten-Epoxidharz, einer Zwischenschicht aus einem flachliegenden Wirrfaservlies (3) und der besandeten Deckschicht (4) aus einem faser- und granulatfreien 2-Komponenten-Epoxidharz.
  2. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Schichten untereinander durch das in das Wirrfaservlies (3) im niedrigviskosen Zustand eingedrungene und ausgehärtete 2-Komponenten-Epoxidharz hergestellt ist.
  3. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirrfaservlies als Vliesstoffschicht auf einer Trägerfolie eingebracht ist, wobei die Trägerfolie auf der Basisschicht verklebt ist.
  4. Beschichtungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Basis- und Deckschicht (2; 4) jeweils zwischen 0,3 und 5 mm beträgt.
  5. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Wirrfaserschicht (3) feuchtigkeitsunempfindlich sind und ausgewählt sind aus der Gruppe Glasfasern, Polymerfasern, Cellulosefasern und/oder Carbonfasern, auch in Form von Hybridfasern.
  6. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirrfaserschicht (3) aus liegenden, ein ungepresstes Vlies bildenden Fasern besteht.
  7. Beschichtungssystem nach Anspruch (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge (Titer) von 1 mm bis 20 mm haben.
  8. Beschichtungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserdurchmesser zwischen 0,1 mm bis 1 mm beträgt.
  9. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belegung mit Fasern in der Wirrfaserschicht (3) zwischen 10 und 100 g pro m2 Beschichtungsfläche beträgt.
  10. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht mit Quarzsand der Korngröße 0,125 mm bis 5 mm und/oder Quarzmehl an ihrer Außenseite überzogen ist.
  11. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Epoxidharzen aus Epichlorhydrin-Bisphenol-Kondensaten das mittlere Molverhältnis von Epichlorhydrin zu Eisphenol A zwischen 1,4 und 1,7 liegt.
  12. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Epoxidharzschichten durch Kalt- und/oder Warmhärtung gehärtet ist.
  13. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Baustoff für den zu beschichtenden Körper (1) ein Polystyrol-Hartschaumkunststoff aus der Gruppe XPS- oder EPS-Schaumstoffe gewählt ist.
  14. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Basisschicht und dem als Baustoff gewählten Polystyrol-Hartschaumkunststoff eine vorzugsweise armierte Mörtelschicht eingebaut ist.
  15. Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die die erste Sandwichkonfiguration bildende Schichtfolge (2 + 3 + 4) wenigstens eine weitere Zwischenschicht aus einem Wirrfaservlies und wenigstens eine weitere Deckschicht aufgebracht sind.
  16. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Körpers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu einer Epoxidharzmasse erhärtende 2-Komponenten-Masse auf die Oberfläche des Körpers aufgespritzt wird und anschließend Fasern mittels Druckluft auf die noch niedrig-viskose Schicht aufgeblasen oder aufgestreut werden, die sich mit der noch nicht ausgehärteten Epoxidharzschicht verbinden, dass danach die Epoxidharzschicht unter Kalt- und oder Warmhärtung ausgehärtet wird, und dass danach die zweite 2-Komponenten-Epoxidharzmasse in niedrigviskoser Phase aufgebracht wird, wobei sich die Schichten untereinander durch das in das Wirrfaservlies im niedrigviskosen Zustand eingedrungene und aushärtende 2-Komponenten-Epoxidharz verbinden, und dass die Deckschicht außenseitig besandet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern über ein Streusieb auf die noch nicht ausgehärtete Epoxidharzschicht aufgebracht werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus zugeführten Faserrovings unmittelbar vor Aufbringung auf die niedrigviskose 2-Komponenten-Epoxidharzmasse geschnitten und aufgestreut werden.
  19. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Körpers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wirrfaservlies als Vliesstoffschicht auf eine Trägerfolie aufgebracht wird, dass eine zu einer Epoxidharzmasse erhärtende 2-Komponenten-Masse auf die Oberfläche des Körpers als Basisschicht aufgespritzt wird und die Trägerfolie mit dem Vlies auf der Basisschicht verklebt wird, dass danach eine zweite 2-Komponenten-Epoxidharzmasse als Deckschicht in niedrigviskoser Phase auf die Vliesstoffschicht aufgebracht wird und dass die Deckschicht außenseitig besandet wird.
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